Comprensione del consumo elettrico

Ho problemi a comprendere la differenza tra energia elettrica e consumo. Potete aiutarmi a capire che cos'è il consumo di energia elettrica?

Diciamo che ho una lampadina, su cui è scritto 100 W. Quanto consuma questa lampadina in 1 ora? Può avere una potenza inferiore a 100 W? Può avere una potenza superiore a 100 W?

Vorrei sapere qual è la relazione tra energia elettrica e consumo elettrico.

Mi dispiace molto per la grande disambiguazione dalla mia testa. Ma non so chi altro chiedere. Spero che non considererai la mia domanda stupida, anche se è così.

Il problema di cui ti confondi sembra essere la differenza tra potenza ed energia .

L'energia è la quantità di lavoro che puoi fare. Le unità comuni sono joule o wattora.

Il potere è quanto velocemente lavori. È un tasso di cambiamento. Le unità comuni sono watt o potenza. La potenza è probabilmente un'unità istruttiva da considerare. Supponi di voler spostare un grande mucchio di paglia. Il fatto che sia mosso da un cavallo o da una casa non influisce sulla quantità di lavoro svolto. Ma il cavallo lo fa più velocemente , perché è un animale più potente.

Ai fini della discussione sul consumo di elettricità della rete, i watt (W) e i chilowattora (kWh) sono le unità più comuni utilizzate. Per sapere quanta energia viene consumata, moltiplicare la potenza per il tempo. 100 W x 1 ora è 100 wattora o 0,1 kWh. In breve, il rapporto tra potenza e consumo è il tempo .

Una lampadina da 100 W consuma 100 W supponendo che la tensione su di essa sia quella specificata sulla confezione, che di solito è 120 V nella mia esperienza. Se la tensione nella presa è inferiore, la lampadina consumerà meno energia. È approssimativamente una resistenza fissa, quindi la potenza consumata è

Per inciso, ricorda il risparmio energetico. Se qualcosa consuma 100 W, quell'energia viene convertita in un'altra forma. O viene immagazzinato (energia potenziale), viene utilizzato (luce, movimento, ecc.) Oppure viene sprecato come calore. Per una lampadina a incandescenza , ~ 90% della potenza consumata viene convertita in calore. Quindi una lampadina a incandescenza da 100 W consuma 100 W, ma emette solo 10 W di luce. Fa caldo perché gli altri 90 W vengono sprecati. Questo è il motivo per cui i CFL funzionano molto più freschi e consumano meno energia per la stessa emissione luminosa.

Gli altri ti hanno già detto che l'energia è potere $\times$ tempo. E quel 1 kW durante 1 ora è 1 kWh. Un anno ha 8765 ore, quindi un dispositivo che è in standby la maggior parte del tempo consumerà 8,76 kWh in un anno se consuma 1 W in standby.

Il kWh è un'unità pratica per l'alimentazione elettrica, ma l'unità SI è il joule ("J"), che è molto più piccolo. Un joule è l'energia consumata da un dispositivo da 1 W in 1 secondo.

$1 J = 1 W \cdot s$

$\times$

$\approx$

La potenza nominale sulla lampadina è la velocità con cui consuma energia. Quanta energia viene consumata dipende da quanto tempo viene accesa. Energia = Potenza × tempo. Se è acceso per un'ora, consumerà 100 Watt ore. Questa è l'unità fatturata dall'azienda elettrica.

Quando inizi a imparare la fisica (o quasi tutti gli argomenti), ecco un trucco metallico: cancella sempre i termini complicati e sostituiscili con le loro definizioni "spacchettate". Semplice vero?

Questo aiuta molto a comprendere le portate. Non usare singole unità, ma dai i nomi di quantità al secondo. Ad esempio, la parola "Corrente" significa flusso di carica. Quindi (almeno nei tuoi primi anni) prendi l'abitudine di non dire mai corrente. Cambiarlo sempre in "flusso di carica". E mai dire Ampere, perché l'ampere è davvero solo la velocità di flusso di carica in coulomb al secondo.

La risposta alla tua domanda potrebbe diventare ovvia se smetti di pronunciare la parola "Potenza". Se la parola ha una definizione sfocata nella tua mente (o, una definizione errata), la tua domanda potrebbe rispondere a se stessa una volta inserito abitualmente il significato corretto in tutte le frasi. "Potenza" significa flusso di energia. È il tasso di trasferimento di energia, o propagazione di energia attraverso una rete di distribuzione (compresi elettrici, cinghie di trasmissione e alberi di trasmissione). Non dite Potenza, dite flusso di energia. E allo stesso modo, smetti di dire Watts. I watt sono in realtà solo la velocità del flusso di energia in joule al secondo.

Diciamo che ho una lampadina, su cui è scritto 100 joule / secondo. Quanto consuma questa lampadina in 1 ora?

Vedi cosa ho fatto lì?

Un'ora è di 60 minuti o 3600 secondi. Quindi la lampadina consuma 3600 X 100 = 360.000 joule di energia all'ora.

1. 100 Wh (0,1 kWh). L'energia è potenza x tempo, quindi W xh = Wh.
2. I 100 W assumono la normale tensione domestica. Negli Stati Uniti che è fissato a 120 V. Questo varia solo leggermente, quindi la potenza potrebbe essere leggermente superiore o inferiore a 100 W